第一章 實(shí)驗(yàn) 探究碰撞中動(dòng)量的變化規(guī)律

22實(shí)驗(yàn)

探究碰撞中動(dòng)量的變化規(guī)律題組一

(間：分鐘對(duì)基本驗(yàn)原理的理1．在利用線懸掛等大小球“探究碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法不正確的是A．懸掛球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng)，且等長(zhǎng)B．由靜止釋放小球，以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前速度C．兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以粘在一起共同運(yùn)動(dòng)

()答案解析

C兩繩等長(zhǎng)能保證兩球正碰，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，所以A正確；由于計(jì)算1碰撞前速度時(shí)用到了mgh＝m－0，即初速度要求為，B正；本實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球是否有彈性無要求，C錯(cuò)誤；兩球正碰后，有各種運(yùn)動(dòng)情況，所以正確，故選C.2．利用氣導(dǎo)軌做“探究碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要測(cè)量的物理量是

()A．滑塊質(zhì)量C．擋光片的寬度

B．光時(shí)間D．滑塊移動(dòng)的距離答案解析

D根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，滑塊的質(zhì)量、擋光時(shí)間、擋光片的寬度都是需要測(cè)量的物理量，其中滑塊的質(zhì)量用天平測(cè)量，擋光時(shí)間用光電計(jì)時(shí)器測(cè)量，擋光片的寬度可事先用刻度尺測(cè)量；只有滑塊移動(dòng)的距離不需要測(cè)量，故選項(xiàng)D正確．3．若用打計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，下列操作正確的是()第頁

1113－1ts11113－1ts13－2ts22A．相互用的兩車上，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了改變兩車的質(zhì)量B．相互作用的兩車上，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放拖動(dòng)紙帶的小車D．先釋放拖動(dòng)紙帶的小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源答案解析

相互作用的兩車上，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了碰撞后兩車能粘在一起共同運(yùn)動(dòng)這種情況能得到能量損失很大的碰撞選項(xiàng)A錯(cuò)、B正確；應(yīng)當(dāng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放拖動(dòng)紙帶的小車，否則因運(yùn)動(dòng)距離較短小車釋放以后再打開電源不容易得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)故選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)．題組二

數(shù)據(jù)處及誤差分析4．用圖12示裝置研究碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律，氣墊導(dǎo)軌水平放置，擋光板寬度9.0，兩滑塊被彈簧彈開后，左側(cè)滑塊通過左側(cè)光電計(jì)時(shí)器，記錄時(shí)間為s，右側(cè)滑塊通過右側(cè)光電計(jì)時(shí)器，記錄時(shí)間為0.060s左側(cè)滑塊質(zhì)量100，左側(cè)滑塊m

大小為________g，右側(cè)滑塊質(zhì)量g，兩滑塊總動(dòng)量mv＋v

＝·m/s.圖12答案解析

22.5左側(cè)滑塊的速度為：v

1

d×m＝＝＝m/s1則左側(cè)滑塊v

＝100×22.5·d×m右側(cè)滑塊的速度為：v＝＝＝m/s2則右側(cè)滑塊mv

＝149g×－≈－22.5g·m/s第頁

12ABA12ABAABBABAABBAABB可見兩滑塊v＋mv＝0.5．如13示為氣墊導(dǎo)軌上兩個(gè)滑塊A、相互作用后運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為Hz，開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間一根被壓縮的輕彈簧，滑塊用繩子連接，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)．已知滑塊A的質(zhì)量分別為、g，根據(jù)照片記錄的信息，、離開彈簧后，A滑塊運(yùn)動(dòng)，其速度大小為，本實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是_________________________________________________________________．圖13答案

勻速

0.09

碰撞前后滑塊A總動(dòng)量不變解析

碰撞前：v＝，v＝0，所以有v＋mv

＝0碰撞后：v′＝0.09m/s，′＝0.06規(guī)定向右為正方向，則有mv′＋mv

′＝×(－·m/s0.3×0.06kg·m/s＝0則由以上計(jì)算可知：v＋v＝v′＋v

′.6．在“探碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下面是某實(shí)驗(yàn)小組選用水平氣墊導(dǎo)軌電門的測(cè)量裝置來研究?jī)蓚€(gè)滑塊碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量的變化情況驗(yàn)儀器如圖所示．圖14實(shí)驗(yàn)過程：調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，并使光電計(jì)時(shí)器系統(tǒng)正常工作．在滑塊1上裝上擋光片并測(cè)出其長(zhǎng)度L.在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥或雙面膠紙)．第頁

211121111121212112111211111212121111212用天平測(cè)出滑塊1和滑塊的質(zhì)量m、m12把滑塊1和滑塊放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)v＝0)，用滑塊以初速度v與之碰撞這時(shí)光電計(jì)時(shí)器系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算時(shí)間)，撞后兩者粘在一起，分別記下滑塊的擋光片碰前通過光電門的遮光時(shí)間t和碰后通過1光電門的遮光時(shí)間t.2先根據(jù)v＝Lt計(jì)算滑塊碰撞前的速度及碰后兩者的共同速度；再計(jì)算兩滑塊碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積，并比較兩滑塊碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積之和．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：＝0.324，m＝0.181kg，12L1.00×10

－3

m次數(shù)

v(m·

滑塊1vv－)(m)(m·s

滑塊v－)(m·

－

1

碰撞前mvmv)m/s)

碰撞后＋m)v12

00

結(jié)論：答案次數(shù)

v(m·

滑塊1vv－)(m)·s

滑塊v－)(m·

－

1

碰撞前mvv)m/s)(kg·m/s)

碰撞后＋)v12

00

00

結(jié)論在誤差允許的范圍內(nèi)碰前系統(tǒng)質(zhì)量和速度乘積的矢量和等于碰后系統(tǒng)質(zhì)量和速度乘積的矢量和.解析題組三

先分清碰前與碰后的狀態(tài)量，再代入數(shù)據(jù)計(jì)算．實(shí)驗(yàn)原的創(chuàng)新與設(shè)7．如所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶豎直擋CD的氣墊導(dǎo)軌和帶固定擋板的第頁

1tt1tt質(zhì)量都是M的滑塊、B，做探究碰撞中動(dòng)量變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：圖15把兩滑塊A和緊貼在一起在A上放質(zhì)量的砝碼置于導(dǎo)軌上用電動(dòng)卡銷卡住A和B，在B固定擋板間放一彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)．按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器當(dāng)和B與擋板和D碰撞同時(shí)電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表記下A運(yùn)動(dòng)至C的時(shí)間t，B運(yùn)動(dòng)至的時(shí)間t.12重復(fù)幾次取t、t的平均值．1請(qǐng)回答以下幾個(gè)問題：①在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意__________________________________________________________________；②應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有__________________________________________________________________；③作用前A、B兩滑塊總動(dòng)量為________作用后A、B兩滑塊總動(dòng)量為________．答案

①用水平儀測(cè)量并調(diào)試使得導(dǎo)軌水平②至C的距離L、B至D的距離L1LL③0(＋)－M1

2解析

①為了保證滑塊A作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必須使氣墊導(dǎo)軌水平，需要用水平儀加以調(diào)試．②要求出、B兩滑塊在卡銷放開后的速度，需測(cè)出A至的間和至1D的時(shí)間t，并且要測(cè)量出兩滑塊到